摘要：传统GaN基HEMT器件具有负的阈值电压，为耗尽型器件，工业界更需要增强型器件。有多种方法可以实现增强型器件，其中,p型GaN帽层凹槽栅这种新型结构不仅具有较大的阈值电压和输出电流等特点，并且能有效弥补p-GaN帽层增强型HEMT器件栅极离沟道远，栅控不强的缺点。本文运用Silvaco TCAD仿真软件，研究了势垒层厚度和组分对这种新结构的HEMT器件性能的影响。改变器件的AlGaN 势垒层厚度以及Al组分,仿真器件的转移特性曲线和输出特性曲线，得到了不同势垒层厚度和Al组分下器件的阈值电压和输出饱和电流关系。势垒层厚度设为15nm和Al组分为23%可获得更高的阈值电压和输出饱和电流。

关键词：氮化镓；高电子迁移率晶体管；增强型；凹槽栅

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 引言-1

1.2 III族氮化物材料的基本结构与性质-1

1.3 GaN基HEMT器件研究-3

1.4 GaN基HEMT器件主要参数-4

1.5 增强型GaN基HEMT器件-5

1.6 GaN基HEMT器件可靠性-7

1.7 本文主要工作-9

第二章  物理模型与数值算法-10

2.1 引言-10

2.2 泊松方程和载流子连续方程-10

2.3 载流子统计模型-11

2.4 迁移率模型-11

2.5 数值算法-12

第三章 P型GaN盖帽层凹槽栅结构HEMT器件研究-13

3.1 AlGaN势垒层厚度优化-13

3.1.1 AlGaN势垒层厚度对器件性能影响-13

3.1.2 讨论与分析-18

3.2 Al组分优化-19

3.2.1 Al组分对器件性能影响-19

3.2.2 讨论与分析-22

第四章  总结与展望-25

4.1 本文总结-25

4.2 展望-25

参考文献-26

致  谢-28